淺析新建水庫面源污染控制生態建設

陳立強 陳 磊 顧令宇

（淮河流域水資源保護局 蚌埠 233000）

淺析新建水庫面源污染控制生態建設

陳立強 陳 磊 顧令宇

（淮河流域水資源保護局 蚌埠 233000）

入庫面源污染控制生態建設是可行的水質及水生態保護方案，也是解決水庫富營養化威脅途徑之一。本文以出山店水庫為例對水庫面源污染控制生態建設進行分析，為規劃新建水庫的面源污染控制生態建設提供參考。

水庫 面源污染 生態建設

1 出山店水庫面源污染基本情況

出山店水庫規劃建設位于河南省信陽市境內，控制流域面積2900km2，是歷次淮河流域規劃中列為淮干上游的唯一一座防洪控制工程，是一座以防洪為主、結合供水、灌溉、兼顧發電等綜合利用的大型水利樞紐工程，水庫總庫容12.37億m3，正常蓄水水位88.0m，相應庫容1.839億m3，規劃為信陽市提供生活及工業供水8000萬m3。水庫入庫面污染源主要包括庫尾及庫周的化肥農藥污染源（農田種植）、禽畜養殖污染源、水產養殖污染源和農村分散居民生活污染源四個方面。根據環境現狀調查，出山店水庫涉及信陽市浉河區游河鄉、吳家店鎮、董家河鄉、平橋區平昌關鎮和高粱店鄉（大坡嶺地區）等5個鄉鎮。出山店水庫庫周及庫尾的5個鄉鎮基本情況見表1。

經估算，出山店水庫入庫面源污染總負荷為COD 2203t/a、TN155.9t/a、NH3-N47.8t/a、TP28.3t/a，以化肥農藥污染源（農田種植）和農村分散居民生活污染源為主，見表2。

2 水庫富營養化分析

出山店水庫TN、TP預測采用狄龍(Dillon)模式。

經過計算，在P=90%水文條件下出山店水庫屬于輕度富營養型。說明出山店水庫在現狀面源污染條件下，在庫尾和水力學穩定、交換能力差的庫叉存在發生富營養化可能，水庫在枯水年份受到富營養化威脅，需要對入庫面源污染進行控制（削減），以保證水庫水質和水生態環境安全。

3 生態建設方案

開展水庫小流域面源污染控制生態建設,對水庫面源污染控制及水源涵養具有重要意義。針對出山店水庫小流域特點，面源污染控制生態建設可分為水庫水源涵養林生態建設、消落區植被生態建設、庫尾及庫叉自然濕地生態建設和植物浮島生態建設。

3.1 水源涵養林生態建設

以研究信陽及桐柏地區水庫水源林為主要對象，構建水源保護樹種和本底樹種的水源保護性立體植物群落，從信陽地區篩選出多種優良鄉土樹種，遵循陽性和陰性、深根和淺根、常綠和落葉、速生和慢生的樹種搭配原則，在出山店水庫流域范圍內，尤其是在庫周及庫尾區域，設定若干個不同群落斑塊,營造多層次、多林相、多結構的水源生態保護風景林。水源保護性林配套建設完成后，一方面能發揮很好的水土保護功能，控制土地營養元素流失入庫；另一方面能涵養水源，對保護水庫小流域陸生生態具有較大的生態功能。

表1 出山店水庫庫周及庫尾的5個鄉鎮基本情況

表2 出山店入庫面源污染負荷匯總表 單位：t/a

3.2 水庫消落區植被生態建設

出山店水庫為平原型大型水庫，水庫消落區寬度為200m，庫區整個消落帶干濕交替，本身是面源污染一個重要產生源，并且沒有攔截和凈化入庫面源污染的功能。庫區消落帶可作為防護林營造區進行生態建設，根據生態功能需要選擇信陽地區親水、喜濕、耐淹的植物種植,沿庫周建成的消落區生態保護林群落，對入庫面源污染具有較好的攔截、吸附和凈化作用。通過對國內外植物凈化研究分析，結合信陽地區常見的水生植物種類，建議種植物種：挺水植物，如蘆葦、香蒲、菖蒲、水蔥、千屈菜、水芹、茭白、風車草；漂浮植物，如浮萍、浮葉植物、荇菜；沉水植物，如苦草、黑藻和菹草等。

3.3 庫尾及庫叉自然濕地生態建設

出山店水庫庫尾位于大坡嶺區域，不同水位庫尾回水長度相差約10km，庫尾面積較大；支流游河不同水位入庫回水長度相差3km，在庫尾及庫叉河道兩側沿堤建設水生植物屏障，可有效攔截和削減入庫面源污染負荷。庫尾及庫叉的自然濕地種植建議方案如下：

3.3.1 挺水植物群落

挺水植物群落種植區域主要選擇位于庫尾及庫叉區水深小于1.2m的漫流濕地沿岸帶，物種主要選擇水蔥、風車草、菖蒲、茭白、香蒲、蘆葦等挺水植物，參考其他已建濕地種植密度分別為15叢/m2、15株/m2、40株/m2、20株/m2、20 株/m2、20株/m2。

3.3.2 浮水植物群落

浮葉植物群落種植位于挺水植物群落外側,物種主要選擇浮萍,種植密度70株/m2。

3.3.3 沉水植物群落

沉水植物群落種植區域選擇位于水深1.5～2.0 m的浮葉植物群落外側,物種主要選擇菹草，種植密度20株/m2。在庫尾及庫叉區形成挺水植物—浮葉浮水植物—沉水植物群落系列構成的水生植被帶，能過濾庫區面源、凈化水質、抑制藍藻水華、提高生物多樣性及改善水庫自然生態景觀等多種生態功能。

3.3.4 生態草溝建設

在水庫庫尾及庫叉區域通過開挖草溝作為自然濕地前處理生態措施，構成水庫周邊初雨的最初收集系統。生態草溝底部以及靠水庫一側設置有碎石墊層,小雨通過墊層的過濾滲透入庫,中雨通過草溝收集進入自然濕地處理后入主庫,大雨通過草溝漫流進入庫尾及庫叉，發揮削減面源污染負荷的功能。草溝種植植物以兩耳草、結縷草、麥冬草等草本植物及扶芳藤等藤本為主，杜絕使用外來物種。

3.4 植物浮島生態工程

為進一步防止水庫發生富營養化，在水庫庫灣及水力條件差的部分庫周淺水區域（水深小于1.5m），采用植物浮島生態工程技術，該生態工程主要以信陽地區特有水生植物制成的基質上培育水生植物，形成水面植物浮島，利用植物及植物根系棲息的水生動物和微生物群落的綜合作用實現其凈化水體、提高生物多樣性及改善自然生態景觀等生態功能,主要用于入庫初雨污染削減和改善水庫自然生態景觀。浮島植物可以選擇挺水植物或者觀賞類植物（如美人嬌），每個生態浮島面積控制在0.25～1.0m2，整個出山店水庫浮島總數量初步估算需要約500個。

3.5 面源污染控制生態建設效果分析

生態建設對TN、TP的去除主要是利用水生植物的生長而引起的對營養物質吸收，參考太湖流域面源污染控制工程，在面源污染生態工程管理適宜的條件下，生態工程面積削減TN量為0.45t/（a·hm2）、削減TP量為0.083t/（a·hm2）。據此，前述出山店水庫面源污染控制生態建設實施后，每平方千米生態工程TN、TP削減入庫為45t/a、8.3t/a，通過初步估算建設約1.13km2的綜合生態工程，就可以解決出山店水庫富營養化問題。

4 結語

通過對出山店水庫富營養化分析，本文提出面源污染控制生態建設是解決其富營養化威脅和保護水生生態環境的途徑之一，可以選擇性應用到《淮河流域綜合規劃》規劃的近期擬建大型水庫的生態建設中，為新建水庫富營養化預防和水生生態保護發揮積極作用■